(57)【要約】【課題】  プレートに設けられた穴部にろう付け時のろう材が流れ込むのを防止できる熱交換器を提供する。【解決手段】  内部に流体が流通し、複数積層されるチューブ１１０と、チューブ１１０の積層方向の最外方に配設されると共に、所定部位への取付け用の穴部１６１が形成されたプレート１６０ａ、１６０ｂとを備え、チューブ１１０およびプレート１６０ａ、１６０ｂが一体的にろう接される熱交換器において、穴部１６１の周りに環状の凹部１６２あるいは凸部１６３を設けた。【選択図】    図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に流体が流通し、複数積層されるチューブ（１１０）と、
前記チューブ（１１０）の積層方向の最外方に配設されると共に、所定部位への取付け用の穴部（１６１）が形成されたプレート（１６０ａ、１６０ｂ）とを備え、
前記チューブ（１１０）および前記プレート（１６０ａ、１６０ｂ）が一体的にろう接される熱交換器において、
前記穴部（１６１）の周りには、環状の凹部（１６２）あるいは凸部（１６３）が設けられたことを特徴とする熱交換器。
【請求項２】
前記プレート（１６０ａ、１６０ｂ）は、プレス加工によって形成されるプレス加工部材であって、
前記凹部（１６２）あるいは前記凸部（１６３）は、前記プレス加工時に同時に形成されるプレス加工部であることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器。
【請求項３】
前記穴部（１６１）は、内周に雌ねじが形成されるねじ穴（１６１）であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器に関するものであり、給湯水と燃焼ガスとの間で熱交換を行う給湯器用熱交換器に適用して好適である。
【背景技術】
【０００２】
従来の熱交換器として、特許文献１に示されるように、例えば給湯器用に適用されるものであって、複数積層されるチューブの間にアウターフィンが介在され、チューブ積層方向の最外方に補強用のプレート（特許文献１中の符号８）が配設され、一体的にろう付けされて形成されるものが知られている。
【０００３】
このような熱交換器においては、上記プレートに例えばねじ穴（特許文献１中の図３）を設けることで、上記補強部材としての機能に加えて、給湯器の所定部位に装着するための取付け部材としの機能も持たすことができる。
【特許文献１】特開２００３−２１３９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記熱交換器を一体的にろう付けする際には、通常、ろう材が溶融する時に生ずる各部材（チューブ、アウターフィン、プレート）の自重による沈み込みを考慮して、熱交換器の組立て体をチューブの積層方向が天地方向となるようにしてろう付け炉に投入するため、各部材の接合部に対して余剰となるろう材が、プレートに設けたねじ穴に流れ込んでしまい、ねじ穴の機能を損なうと言う問題があった。
【０００５】
本発明は、上記問題に鑑み、プレートに設けられた穴部にろう付け時のろう材が流れ込むのを防止できる熱交換器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。
【０００７】
請求項１に記載の発明では、内部に流体が流通し、複数積層されるチューブ（１１０）と、チューブ（１１０）の積層方向の最外方に配設されると共に、所定部位への取付け用の穴部（１６１）が形成されたプレート（１６０ａ、１６０ｂ）とを備え、チューブ（１１０）およびプレート（１６０ａ、１６０ｂ）が一体的にろう接される熱交換器において、穴部（１６１）の周りには、環状の凹部（１６２）あるいは凸部（１６３）が設けられたことを特徴としている。
【０００８】
これにより、ろう接時に余剰となって流れるろう材が凹部（１６２）に溜められる、または凸部（１６３）によってその流れが堰き止められるので、穴部（１６１）へろう材が流れ込むのを防止することができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明では、プレート（１６０ａ、１６０ｂ）は、プレス加工によって形成されるプレス加工部材であって、凹部（１６２）あるいは凸部（１６３）は、プレス加工時に同時に形成されるプレス加工部であることを特徴としている。
【００１０】
これにより、凹部（１６２）あるいは凸部（１６３）を形成するために余分な工数をかけることが無く、安価に対応することができる。
【００１１】
尚、請求項３に記載の発明のように、記穴部（１６１）は、内周に雌ねじが形成されるねじ穴（１６１）に用いて好適であり、これにより、ろう接後のねじ穴（１６１）の精度検査やタップの立て直し等の作業を不用とすることができる。
【００１２】
尚、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態を図１〜図５に示す図面に基づいて説明する。尚、図１、図２は給湯器用熱交換器１００の平面図および正面図、図３はチューブ１１０の正面図、図４はプレート１６０のねじ穴１６１周りに設けた溝部１６２を示す斜視図、図５はねじ穴近傍のろう材の流れ状態を示す正面図および断面図である。
【００１４】
本発明の熱交換器は、給湯器に使用されて給湯水（本発明の流体に対応）と燃焼ガスとの間で熱交換を行い、給湯水を加熱する給湯器用熱交換器（以下、熱交換器）１００に適用したものであり、図１に示すように、複数のチューブ１１０が積層され、また各チューブ１１０の間にアウターフィン１３０が介在されることで形成される所謂ドロンカップタイプと呼ばれるものとしている。
【００１５】
この熱交換器１００は図２に示すように、チューブ１１０の長手方向が略水平と成る姿勢で使用されるようにしており、燃焼ガスは、上側から下側に向けて供給される。また、この熱交換器１００を構成する各部材（以下で説明）は、ここでは、すべてステンレス系の材料としており、各部材が熱交換器１００の形状に組み立てられた後に、互いに当接する少なくとも一方の面に予め塗布されたろう材によって、一体でろう付け（ろう接）されている。
【００１６】
チューブ１１０は、図１〜図３に示すチューブプレート１１１とチューブプレート１１２とを２枚一組で最中合わせに接合することで形成されている。両チューブプレート１１１、１１２は、基本形状同一の絞り加工によって形成されており、その外周部にはフランジ部１１１ｂが設けられ、また内部には絞り形状の内側に突出して水平方向に延びる打ち出し部１１１ｃが設けられている。両チューブプレート１１１、１１２が最中合わせされた時に、このフランジ部１１１ｂおよび打出し部１１１ｃが、互いに当接するようにしている。
【００１７】
そして、互いに当接する打出し部１１１ｃはチューブ１１０内における仕切り壁１１３を形成し、チューブ１１０の一方の長手方向端部側（図３中の左側）で連通するＵ字状の流路、即ち上側流路１１４と下側流路１１５を形成している。この両流路１１４、１１５の形成される部位がチューブ１１０の扁平管部１１０ａを成している。両流路１１４、１１５は、チューブ１１０の他方の長手方向端部側（図３中の右側）に形成される一組のタンク部１１０ｂにそれぞれ通じており、このタンク部１１０ｂには連通口１１１ａが開口している。
【００１８】
また、チューブプレート１１２の外周部には複数の爪部１１２ａが設けられており、両チューブプレート１１１、１１２を組み合わせた後に、この爪部１１２ａをかしめることによってチューブ１１０の形状を保持するようにしている。
【００１９】
タンク部１１０ｂは、扁平管部１１０ａより厚み幅が大きく設けられ、そのタンク部１１０ｂを形成するチューブプレート１１１、１１２の外表面には、連通口１１１ａを囲むように平坦部１１１ｄが設けられている。また、タンク部１１０ｂの内部には、強度部材としての三日月状を成すブッシング１１６が挿入されている。
【００２０】
複数のチューブ１１０は、図１に示すように、互いのタンク部１１０ｂ同士が連ねて積層され、平坦部１１１ｄ同士が接合される。これにより、タンク部１１０ｂに開口する連通口１１１ａを通じて各チューブ１１０の流路１１４、１１５が相互に連通している。そして、チューブ１１０の内部には、伝熱面積を増大するためにインナーフィン１２０が挿入されている。尚、このインナーフィン１２０は、凹凸断面形状が一方向に連続的にオフセット配置されるオフセットフィンとしている。
【００２１】
アウターフィン（以下、フィン）１３０は、図１に示すように、全体形状として薄板材を凹凸状に折り曲げて形成されたもので、凹凸状断面の側壁１３２が図２中の天地方向に延びて、その凹凸状空間を燃焼ガスが流れるように配置され、チューブ１１０の扁平管部１１０ａの表面に接合されている。尚、フィン１３０の凹凸状部には切り起こし部１３１が燃焼ガスの流れ方向に複数設けられており、乱流効果による燃焼ガス側の熱伝達促進を図るようにしている。
【００２２】
そして、積層方向の一端側に配されるチューブ１１０には、図１、図２に示すように給湯水の給湯口１４０と出湯口１５０とがタンク部１１０ｂに接合されている。また、チューブ１１０の積層方向の両端側（最外方）には、それぞれプレート１６０ａ、１６０ｂが接合されている（２つ）。
【００２３】
この２つのプレート１６０ａ、１６０ｂは、給湯水流通時の内圧によるチューブ１１０の変形を抑制する補強部材として機能すると共に、給湯器への取付け部を成すものであり、厚肉の板材からプレス加工によって形成さるもの（プレス加工部材）としている。
【００２４】
その外形は図２に示すように、上側部および右側部においてチューブ１１０の外形よりも大きく形成され、チューブ１１０から張り出すようにしている。また、チューブ１１０よりも外側に張り出した領域に、給湯器（本発明の所定部位に対応）への取付け用のねじ穴（本発明の穴部に対応し、雌ねじが形成されたもの）１６１が複数（ここでは各プレート１６０ａ、１６０ｂにそれぞれ７ヶ所、計１４ヶ所）形成されるようにしている。
【００２５】
そして、本発明の特徴部として図４に示すように、両プレート１６０ａ、１６０ｂのチューブ１１０側の面において、ねじ穴１６１の周りに環状の溝部（本発明の凹部に対応）１６２を形成するようにしている。ここでは、この溝部１６２は、各プレート１６０ａ、１６０ｂをプレス加工する際に同時に形成されるプレス加工部としている。
【００２６】
このように形成される熱交換器１００においては、図２に示すように、給湯水が給湯口１４０から各チューブ１１０の一方のタンク部１１０ｂへ流入し、その一方のタンク部１１０ｂから扁平管部１１０ａに形成される下側流路１１５および上側流路１１４を流れて他方のタンク部１１０ｂへ流入し、その他方のタンク部１１０ｂから出湯口１５０を通って流出する。
【００２７】
一方、燃焼ガスは、図２に示すように、熱交換器１００の上方から下方へ向かって流れ、熱交換器１００を通過する際に給湯水との間で熱交換され、給湯水は加熱される。この時、燃焼ガスは、少なくとも熱交換器１００の出口側で露点温度以下（例えば３０〜５０℃）まで温度低下して凝縮する。即ち、この熱交換器１００は、燃焼ガスの顕熱だけでなく、燃焼ガスが凝縮する際に放出される潜熱をも吸収して給湯水を加熱することができる。
【００２８】
次に、熱交換器１００の製造方法について簡単に説明する。まず、両チューブプレート１１１、１１２の表裏両面にペースト状のろう材をスプレーによって塗布する。尚、ろう材の塗布は、はけ塗り等で行うようにしても良いし、両チューブプレート１１１、１１２の材料自体にろう材がクラッドされたものとしても良い。
【００２９】
次に、両チューブプレート１１１、１１２の間にインナーフィン１２０およびブッシング１１６を挿入し、爪部１１２ａをかしめてチューブ１１０の組立て体とする。
【００３０】
次に、１枚目のプレート１６０ａの溝部１６２が上側を向くように図示しない組付け治具（下側治具）の上にセットし、このプレート１６０ａの上側に上記のチューブ（組立て体）１１０およびフィン１３０を交互に積層していく。
【００３１】
次に、最上段のチューブ（組立て体）１１０のタンク部１１０ｂに給湯口１４０、出湯口１５０を組付ける。
【００３２】
更に、２枚目のプレート１６０ｂの溝部１６２が下側を向くように最上段のチューブ（組立て体）１１０の上側にセットし、このプレート１６０ｂの上側から図示しない組付け治具（上側治具）をセットし、上下の組付け治具によって、上記チューブ（組立て体）１１０、フィン１３０、プレート１６０ａ、１６０ｂを挟み込む形で固定し、熱交換器１００の組立て体とする。
【００３３】
そして、１枚目のプレート１６０ａを下側にして、チューブ（組立て体）１１０の積層方向が上下方向となるようにして、この熱交換器１００の組立て体をろう付け炉に投入し、各部材を一体的にろう付けする。
【００３４】
ここで、図５に示すように（ろう付け時に下側となる１枚目のプレート１６０ａを示している）、プレート１６０ａとこのプレート１６０ａと当接するチューブ１１０間で余剰となったろう材がプレート１６０ａのチューブ１１０側の面に流れ出て、更に近傍のねじ穴１６１側に流入しようとするが、このろう材は溝部１６２に溜められることになり、ねじ穴１６１へろう材が流れ込むのを防止することができる。尚、ろう付け時に上側となる２枚目のプレート１６０ｂにおいても、チューブ１１０およびプレート１６０ｂ間で流れ出たろう材は、上記と同様に溝部１６２に溜められ、ねじ穴１６１への流れ込みは防止される。よって、ろう付け後のねじ穴１６１の精度検査やタップの立て直し等の作業を不用とすることができる。
【００３５】
また、溝部１６２は、プレート１６０を形成する際のプレス加工によって同時に形成されるようにしているので、余分な工数をかけることが無く、安価に対応することができる。
【００３６】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態を図６に示す。第２実施形態は、上記第１実施形態に対して、両プレート１６０ａ、１６０ｂのねじ穴１６１の周りに環状の凸部１６３を設けたものとしている。
【００３７】
これにより、熱交換器１００のろう付け時に生ずる余剰のろう材の流れを凸部１６３によって堰き止めることができ、上記第１実施形態と同様にねじ穴１６１へろう材が流れ込むのを防止することができる。
【００３８】
（その他の実施形態）
上記第１、第２実施形態においては、本発明の熱交換器を給湯器用熱交換器１００に適用したものとして説明したが、これに限らず、オイルクーラ、インタークーラ等その他の熱交換器にも広く適用可能である。
【００３９】
また、給湯器側との取付け用としてねじ穴１６１を形成したものとして説明したが、取付け構造に応じては単純な取付け穴とした場合にも本発明は有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】第１実施形態における給湯器用熱交換器を示す平面図である。
【図２】図１における給湯器用熱交換器を示す正面図である。
【図３】チューブを示す正面図である。
【図４】プレートのねじ穴周りに設けた溝部を示す斜視図である。
【図５】ねじ穴近傍のろう材の流れ状態を示す（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図である。
【図６】第２実施形態におけるねじ穴近傍のろう材の流れ状態を示す（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１００  給湯器用熱交換器（熱交換器）
１１０  チューブ
１６０ａ、１６０ｂ  プレート
１６１  ねじ穴（穴部）
１６２  溝部（凹部）
１６３  凸部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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